| 【発明の名称】 |
燃料電池自動車の冷却装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】小川 隆行
【氏名】今関 光晴
【氏名】牛尾 健
【氏名】吉川 守
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| 【要約】 |
【課題】冷却装置の構成を大型化または冗長化することなく、燃料電池を冷却して適温範囲に維持でき、走行用モータを含む熱発生源を効率よく冷却して適温範囲に維持することが可能な燃料電池自動車の冷却装置を提供する。
【解決手段】燃料電池（１）を冷却する１次冷却液の１次循環流路（１２）と、走行用モータ（２）を含む熱発生源を冷却する２次冷却液の２次循環流路（１４）と、１次冷却液と２次冷却液との間で熱交換させる第１熱交換器（１５）と、２次冷却液と外気との間で熱交換させる第２熱交換器（１６）および第３熱交換器（２１）を備え、２次循環流路（１４）は、第１熱交換器（１５）、第２熱交換器（１６）を経由するメイン循環流路（１４Ａ）と、第３熱交換器（２１）、走行用モータ（２）等を経由するサブ循環流路（１４Ｂ）とを有する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 燃料電池が走行用モータの電源として搭載された燃料電池自動車の冷却装置であって、１次循環ポンプにより循環される１次冷却液によって前記燃料電池を冷却可能に構成された１次循環流路と、２次循環ポンプにより循環される２次冷却液によって前記走行用モータを含む熱発生源を冷却可能に構成された２次循環流路と、前記１次循環流路内の１次冷却液と２次循環流路内の２次冷却液との間で熱交換させる第１熱交換器と、前記２次循環流路内の２次冷却液と外気との間で熱交換させる第２熱交換器および第３熱交換器とを備え、前記２次循環流路は、２次循環ポンプから第１熱交換器および第２熱交換器を経由して２次循環ポンプに戻るメイン循環流路と、２次循環ポンプから第３熱交換器、前記走行用モータを含む熱発生源および第２熱交換器を経由して２次循環ポンプに戻るサブ循環流路とを有することを特徴とする燃料電池自動車の冷却装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃料電池が走行用モータの電源として搭載された燃料電池自動車に関し、詳しくは、前記燃料電池や走行用モータを含む熱発生源を冷却する燃料電池自動車の冷却装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、エンジンに替えて走行用モータを搭載する各種の電気自動車が開発されている。そして、この種の電気自動車の一つとして、例えばＰＥＭＦＣ（ProtonExchange Membrane Fuel Cell）と略称される水素イオン交換膜型燃料電池（以下、ＰＥＭ型燃料電池という。）を走行用モータの電源として搭載する燃料電池自動車の開発が急速に進められている。
【０００３】前記ＰＥＭ型燃料電池は、発電単位であるセルを多数積層した構造のスタックとして構成されている。前記各セルは、水素供給路を有するアノード側セパレータと酸素供給路を有するカソード側セパレータとの間にＭＥＡ（ Membrane Electrode Assembly）と略称される膜・電極接合体を挟み込んだ構造を有している。そして、前記ＭＥＡは、水素イオン交換膜の片面にアノード側電極触媒層およびガス拡散層が順次積層され、水素イオン交換膜の他の片面にカソード側電極触媒層およびガス拡散層が順次積層されて構成されている。
【０００４】このようなＰＥＭ型燃料電池は、前記ＭＥＡの湿潤状態で水素イオンがアノード側からカソード側へ水素イオン交換膜を通過することにより、各セル単位で１Ｖ程度の起電力を発生する。そして、このＰＥＭ型燃料電池は、例えば７５〜８５℃程度の温度環境において最も安定した出力状態が得られるのであり、出力電流制御装置から駆動ユニットを介して走行用モータを駆動するように回路構成されている。
【０００５】ここで、この種の燃料電池を搭載する燃料電池自動車には、燃料電池や走行用モータを含む熱発生源を冷却する冷却装置が設けられている。例えば、特開平１１−１７８１１６号公報には、電動冷却ファン付きのラジエータを循環する冷却水によって燃料電池や車両駆動用モータ（走行用モータ）を冷却する冷却装置が開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記公報に開示された冷却装置においては、単一のラジエータを循環する冷却水によって燃料電池、圧縮機、改質器を含む燃料電池システムの他、電力変換機や車両駆動用モータ（走行用モータ）をも冷却している。このため、前記ラジエータには大きな冷却能力が要求され、ラジエータが大型化するという問題がある。また、燃料電池や走行用モータをそれぞれ最適温度に冷却するのが困難であるという問題がある。もっとも、燃料電池の冷却系と走行用モータ等の冷却系とを完全に独立させれば、このような問題は解消できるが、その場合には、冷却装置の構成が冗長化する。
【０００７】そこで、本発明は、冷却装置の構成を大型化または冗長化することなく、燃料電池を冷却して適温範囲に維持でき、走行用モータを含む熱発生源を効率よく冷却して適温範囲に維持することが可能な燃料電池自動車の冷却装置を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記の課題を解決する手段として、本発明に係る燃料電池自動車の冷却装置は、燃料電池が走行用モータの電源として搭載された燃料電池自動車の冷却装置であって、１次循環ポンプにより循環される１次冷却液によって前記燃料電池を冷却可能に構成された１次循環流路と、２次循環ポンプにより循環される２次冷却液によって前記走行用モータを含む熱発生源を冷却可能に構成された２次循環流路と、前記１次循環流路内の１次冷却液と２次循環流路内の２次冷却液との間で熱交換させる第１熱交換器と、前記２次循環流路内の２次冷却液と外気との間で熱交換させる第２熱交換器および第３熱交換器とを備え、前記２次循環流路は、２次循環ポンプから第１熱交換器および第２熱交換器を経由して２次循環ポンプに戻るメイン循環流路と、２次循環ポンプから第３熱交換器、前記走行用モータを含む熱発生源および第２熱交換器を経由して２次循環ポンプに戻るサブ循環流路とを有することを特徴とする。
【０００９】本発明に係る燃料電池自動車の冷却装置では、１次循環ポンプおよび２次循環ポンプの作動により、１次冷却液が１次循環流路を循環し、２次冷却液が２次循環流路のメイン循環流路およびサブ循環流路を循環する。そして、１次循環流路を循環する１次冷却液は、燃料電池を冷却して吸熱し、第１熱交換器により２次冷却液と熱交換して放熱する。一方、２次循環流路のメイン循環流路を循環する２次冷却液は、第１熱交換器で１次冷却液と熱交換して吸熱し、第２熱交換器で外気と熱交換して放熱する。また、２次循環流路のサブ循環流路を循環する２次冷却液は、第３熱交換器で外気と熱交換して放熱し、走行用モータを含む熱発生源を冷却して吸熱し、第２熱交換器で外気と熱交換して放熱する。
【００１０】ここで、前記燃料電池は、通常、固体高分子型燃料電池に属するＰＥＭ型燃料電池であるが、走行用モータの電源として車両に搭載される限り、他の型式の燃料電池であってもよい。また、走行用モータは、２次冷却液により冷却できる限り、如何なる型式のものであってもよい。
【００１１】なお、本発明の燃料電池自動車の冷却装置において、燃料電池の液絡現象を防止するためには、前記１次循環流路を絶縁性材料またはイオンの溶出し難い材料により構成し、前記１次冷却液の導電率を低く維持するのが好ましい。この場合、１次冷却液としては、純水または凝固点の低いＬＬＣ（Long Life Coolant）と略称されるエチレングリコール系の不凍液をイオン交換器と併用して使用することが好ましいが、絶縁油を使用することもできる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明に係る燃料電池自動車の冷却装置の一実施形態を説明する。参照する図面において、図１は一実施形態に係る燃料電池自動車の冷却装置の回路構成図、図２は図１に示された燃料電池のセル構造を示す部分断面図である。
【００１３】一実施形態に係る燃料電池自動車の冷却装置は、図１に示すように、燃料電池（ＦＣ）１が走行用モータ（ＥＶＭ）２の電源として搭載された燃料電池自動車を対象としている。この燃料電池自動車は、前記燃料電池（ＦＣ）１のカソード側に空気（酸素）を供給する空気供給系３と、その排気系４とを備えている。また、前記燃料電池（ＦＣ）１のアノード側に水素ガスを供給する水素ガス供給系５を備えている。
【００１４】前記燃料電池１の空気供給系３には、上流側から下流側へ向かって消音器３Ａ、エアフィルタ３Ｂ、過給機（Ｓ／Ｃ）３Ｃ、インタークーラ（ＩＮＴＣＬＲ）３Ｄが配設されている。また、燃料電池１の水素ガス供給系５には、上流側から下流側へ向かって水素タンク５Ａ、制御弁５Ｂ、エゼクタ５Ｃが配設されており、燃料電池１から回収された水素ガスが前記エゼクタ５Ｃに還流されるように構成されている。
【００１５】前記燃料電池１は、出力電流制御装置（ＤＣ／ＤＣ）６を介してバッテリ７および駆動ユニット（ＰＤＵ）８に給電するように回路構成されている。そして、この駆動ユニット８が少なくとも前記走行用モータ２および前記過給機３Ｃの駆動モータ３Ｅを駆動制御するように回路構成されている。また、前記走行用モータ２は、燃料電池自動車の駆動輪９，９に伝動構成されている。そして、前記燃料電池１は、燃料電池自動車の客室の床下に配設された燃料電池ボックス１０内に収容されている。
【００１６】前記燃料電池１は、発電単位であるセルが多数積層された構造のＰＥＭ型燃料電池であり、例えば７５〜８５℃程度の温度環境において、最も安定した出力状態が得られる。ここで、図２に示すように、燃料電池１を構成する各セルＣは、酸素供給路Ｃ１を内面側に有するカソード側セパレータＣ２と、水素供給路Ｃ３を内面側に有するアノード側セパレータＣ４との間に、シールＣ５を有する膜・電極接合体（ＭＥＡ）Ｃ６を挟み込んだ構造を備えている。この膜・電極接合体Ｃ６は、水素イオン交換膜Ｃ７の片面にカソード側電極触媒層Ｃ８およびガス拡散層Ｃ９が順次積層され、水素イオン交換膜Ｃ７の他の片面にアノード側電極触媒層Ｃ１０およびガス拡散層Ｃ１１が順次積層されて構成されている。そして、前記アノード側セパレータＣ４の外面側には、冷却液流路Ｃ１２が形成されている。
【００１７】一実施形態に係る燃料電池自動車の冷却装置は、図１に示すように、１次循環ポンプ１１により循環される１次冷却液によって前記燃料電池１を冷却可能に構成された１次循環流路１２と、２次循環ポンプ１３により循環される２次冷却液によって熱発生源である前記走行用モータ２、駆動ユニット８、過給機３Ｃの駆動モータ３Ｅおよび出力電流制御装置６を冷却可能に構成された２次循環流路１４とを備えている。また、１次循環流路１２内の１次冷却液と２次循環流路１４内の２次冷却液との間で熱交換させる第１熱交換器１５と、２次循環流路１４内の２次冷却液と外気との間で熱交換させる第２熱交換器１６および第３熱交換器２１とを備えている。なお、前記出力電流制御装置６に対する２次循環流路１４は図１において省略されている。
【００１８】前記１次循環流路１２は、１次循環ポンプ１１から燃料電池１の冷却液流路Ｃ１２、第１熱交換器１５を介して１次循環ポンプ１１に戻る１次冷却液の循環流路を主体として構成されている。第１熱交換器１５と１次循環ポンプ１１との間の流路にはサーモスタットバルブ１７が介設され、このサーモスタットバルブ１７から分岐するバイパス流路１２Ａが第１熱交換器１５と並列に設けられている。前記サーモスタットバルブ１７は、開弁温度が例えば８５℃に設定されており、１次冷却液の温度が少なくとも７５℃未満では１次循環ポンプ１１と第１熱交換器１５との間の流路を閉じ、１次冷却液の温度が８５℃に達するとその流路を開くように構成されている。
【００１９】また、前記１次循環流路１２には、１次循環ポンプ１１と燃料電池１との間の流路から分岐する連通路１２Ｂが前記バイパス流路１２Ａと並列に設けられている。そして、この連通路１２Ｂには、１次循環流路１２中に溶出する金属イオンを吸着するためのイオン交換器１８が介設されている。
【００２０】前記バイパス流路１２Ａおよび連通路１２Ｂを含む１次循環流路１２は、前記第１熱交換器１５と共に燃料電池ボックス１０内に収容されている。第１熱交換器１５は燃料電池１の近傍に配置されており、これに伴ない、前記１次循環流路１２は管路長が短縮化されている。そして、この短縮化された１次循環流路１２は、燃料電池１の液絡現象を防止するため、イオンの溶出し難い適宜の材料、例えばステンレス鋼管、合成樹脂管などの絶縁材料により構成されている。なお、前記液絡現象を防止する上で、１次冷却液としては、導電率が低く維持された純水またはＬＬＣ（Long Life Coolant）と略称されるエチレングリコール系の不凍液を使用することが好ましいが、絶縁油を使用することもできる。
【００２１】前記２次循環流路１４は、２次循環ポンプ１３から第１熱交換器１５、インタークーラ３Ｄ、第２熱交換器１６を経由して２次循環ポンプ１３に戻るメイン循環流路１４Ａを備えている。また、この２次循環流路１４は、２次循環ポンプ１３から第３熱交換器２１、熱発生源である前記走行用モータ２、駆動ユニット８、過給機３Ｃの駆動モータ３Ｅおよび出力電流制御装置６、第２熱交換器１６を経由して２次循環ポンプ１３に戻るサブ循環流路１４Ｂを備えている。
【００２２】前記走行用モータ２、駆動ユニット８、過給機３Ｃの駆動モータ３Ｅおよび出力電流制御装置６は、前記サブ循環流路１４Ｂに対して相互に並列に接続されている。すなわち、前記走行用モータ２のステータの周囲に形成されたウォータジャケット（図示省略）、駆動ユニット８のヒートシンクに形成されたウォータジャケット（図示省略）、駆動モータ３Ｅのステータの周囲に形成されたウォータジャケット（図示省略）および出力電流制御装置６のヒートシンクに形成されたウォータジャケット（図示省略）がサブ循環流路１４Ｂに対し相互に並列に接続されている。
【００２３】前記第１熱交換器１５は、２次循環流路１４のメイン循環流路１４Ａを循環する２次冷却液によって１次循環流路１２を循環する１次冷却液を冷却する液冷式の熱交換器である。また、第２熱交換器１６は、電動冷却ファン１９が付設された空冷式の熱交換器であり、２次循環流路１４を循環する２次冷却液を走行風または電動冷却ファン１９の送風によって冷却する。さらに、第３熱交換器２１は、電動冷却ファン２２が付設された空冷式の熱交換器であり、２次循環流路１４のサブ循環流路１４Ｂを循環する２次冷却液を電動冷却ファン２２の送風によって冷却する。
【００２４】図４に示すように、前記１次循環ポンプ１１および２次循環ポンプ１３は、回転軸２０Ａ，２０Ａが両側に突設された単一のポンプ駆動モータ２０の両側に回転駆動可能に接続されている。すなわち、１次循環ポンプ１１のハウジング１１Ａがポンプ駆動モータ２０の片側に固定され、１次循環ポンプ１１のインペラ１１Ｂが一方の回転軸２０Ａに接続されている。同様に、２次循環ポンプ１３のハウジング１３Ａがポンプ駆動モータ２０の他の片側に固定され、２次循環ポンプ１３のインペラ１３Ｂが他方の回転軸２０Ａに接続されている。
【００２５】なお、前記１次循環ポンプ１１が介設される１次循環流路１２は、燃料電池１の冷却液流路Ｃ１２による圧力損失が大きいため、１次循環ポンプ１１の流入口１１Ｃの内径は、２次循環ポンプ１３の流入口１３Ｃの内径より若干大きく設定されている。ちなみに、１次循環ポンプ１１の流入口１１Ｃの内径は、例えば２９ｍｍに設定され、２次循環ポンプ１３の流入口１３Ｃの内径は、例えば２７ｍｍに設定されている。
【００２６】前記１次循環ポンプ１１のインペラ１１Ｂは、図４の（ａ）に示すように６枚羽根で構成され、前記２次循環ポンプ１３のインペラ１３Ｂは、図４の（ｂ）に示すように７枚羽根で構成されている。１次循環ポンプ１１の６枚羽根のインペラ１１Ｂの直径は、２次循環ポンプ１３の７枚羽根のインペラ１３Ｂの直径より小さく設定されている。ちなみに、１次循環ポンプ１１のインペラ１１Ｂの直径は、例えば４５ｍｍに設定され、２次循環ポンプ１３のインペラ１１Ｂの直径は、例えば５３ｍｍに設定されている。
【００２７】前記ポンプ駆動モータ２０は、駆動ユニット８により駆動が制御される高圧電源モータである。このポンプ駆動モータ２０によって同一回転数で駆動される前記１次循環ポンプ１１および２次循環ポンプ１３の相互の流量比は、１次冷却液の熱容量を示す比熱および密度、燃料電池１の発熱量、第１熱交換器１５の熱交換率などの１次循環流路１２の特性と、２次冷却液の熱容量を示す比熱および密度、第２熱交換器１６および第３熱交換器２１の熱交換率などの２次循環流路１４の特性とに応じて設定される。
【００２８】すなわち、ポンプ駆動モータ２０の回転数が規定値であり、第２熱交換器１６および第３熱交換器２１が規定の風量で規定温度に放熱し、燃料電池１の出力が最大である条件の下に、第１熱交換器１５の入口側の１次冷却液の温度と出口側の１次冷却液の温度との温度差が規定値（例えば１０℃）となるように１次循環ポンプ１１の流量が設定され、第１熱交換器１５の出口側の１次冷却液の温度が規定値（例えば７５℃）となるように２次循環ポンプ１３の流量が設定される。具体的には、第１熱交換器１５の入口側の１次冷却液の温度が８５℃、第１熱交換器１５の出口側の１次冷却液の温度が７５℃、第２熱交換器１６の入口側の２次冷却液の温度が７０℃、第２熱交換器１６の出口側の２次冷却液の温度が６０℃となるように、前記１次循環ポンプ１１と２次循環ポンプ１３との流量比が設定される。
【００２９】以上のように構成された一実施形態の燃料電池自動車の冷却装置においては、駆動ユニット８により単一のポンプ駆動モータ２０が駆動されることにより、１次循環ポンプ１１および２次循環ポンプ１３が所定の同一回転数で所定の流量比により駆動され、所定の流量比で１次冷却液が１次循環流路１２を循環し、２次冷却液が２次循環流路１４のメイン循環流路１４Ａおよびサブ循環流路１４Ｂを循環する。
【００３０】ここで、１次循環流路１２のサーモスタットバルブ１７を通過する１次冷却液の温度が８５℃未満である燃料電池１の冷態時においては、サーモスタットバルブ１７が第１熱交換器１５の出口側の流路を閉じるため、１次冷却液は、１次循環ポンプ１１から燃料電池１の冷却液流路Ｃ１２、バイパス流路１２Ａ、サーモスタットバルブ１７を介して１次循環ポンプ１１へと循環する。そして、第１熱交換器１５を迂回して循環する１次冷却液は、燃料電池１の冷却液流路Ｃ１２を通過する過程で吸熱して漸次温度上昇することにより、燃料電池１を暖機する。この場合、１次循環流路１２は、管路長が短縮化されており、循環する１次冷却液の液量が少ないため、１次冷却液は短時間で８５℃付近まで温度上昇する。従って、燃料電池１の暖機は迅速に完了する。
【００３１】１次循環流路１２のサーモスタットバルブ１７を通過する１次冷却液の温度が８５℃に達して燃料電池１の暖機が完了すると、サーモスタットバルブ１７が第１熱交換器１５の出口側の流路を開くため、１次冷却液は、１次循環ポンプ１１から燃料電池１の冷却液流路Ｃ１２、第１熱交換器１５、サーモスタットバルブ１７を介して１次循環ポンプ１１へと１次循環流路１２を循環する。そして、第１熱交換器１５を通過して循環する１次冷却液は、燃料電池１の冷却液流路Ｃ１２を通過する過程で吸熱して燃料電池１を冷却し、第１熱交換器１５により２次循環流路１４の２次冷却液と熱交換して放熱する。こうして１次冷却液の温度は、第１熱交換器１５の入口側で８５℃程度に維持され、第１熱交換器１５の出口側で７５℃程度に維持される。
【００３２】２次冷却液は、一方で２次循環ポンプ１３から第１熱交換器１５側へ分流し、インタークーラ３Ｄ、第２熱交換器１６を経由して２次循環ポンプ１３へとメイン循環流路１４Ａを循環する。そして、このメイン循環流路１４Ａを循環する２次冷却液は、第１熱交換器１５を通過する過程で１次循環流路１２の１次冷却液と熱交換して吸熱し、インタークーラ３Ｄを通過する過程で空気供給系３の過給機３Ｃにより圧縮加熱された空気と熱交換して吸熱し、第２熱交換器１６を通過する過程で走行風または電動冷却ファン１９の送風により外気と熱交換して放熱する。
【００３３】また、２次冷却液は、他方で２次循環ポンプ１３から第３熱交換器２１側へ分流し、走行用モータ２、過給機３Ｃの駆動モータ３Ｅ、駆動ユニット８、出力電流制御装置６、第２熱交換器１６を経由して２次循環ポンプ１３へとサブ循環流路１４Ｂを循環する。そして、このサブ循環流路１４Ｂを循環する２次冷却液は、第３熱交換器２１を通過する過程で電動冷却ファン２２の送風により外気と熱交換して放熱し、走行用モータ２のウォータジャケット（図示省略）、駆動モータ３Ｅのウォータジャケット（図示省略）、駆動ユニット８のウォータジャケット（図示省略）および出力電流制御装置６のヒートシンクに形成されたウォータジャケット（図示省略）を分流する過程でこれらを冷却して吸熱し、第２熱交換器１６に合流してこれを通過する過程で走行風または電動冷却ファン１９の送風により外気と熱交換して放熱する。
【００３４】こうして、２次冷却液の温度は、第１熱交換器１５の入口側で６５℃程度に、その出口側で７５℃程度に維持され、第２熱交換器１６の入口側で７５℃程度に、その出口側で６５℃程度に維持される。また、この２次冷却液の温度は、第３熱交換器２１の入口側で６５℃程度に、その出口側で６０℃程度に維持される。
【００３５】従って、一実施形態の燃料電池自動車の冷却装置によれば、燃料電池１を第１熱交換器１５で放熱された１次冷却液により冷却して７５〜８５℃の適温範囲に維持することができる。また、走行用モータ２、過給機３Ｃの駆動モータ３Ｅ、駆動ユニット８および出力電流制御装置６を含む熱発生源を第２熱交換器１６および第３熱交換器２１で放熱された２次冷却液により効率的に冷却して適温範囲に維持することができる。
【００３６】一方、一実施形態の燃料電池自動車の冷却装置は、燃料電池１を冷却する１次冷却液の放熱装置として第１熱交換器１５を備え、走行用モータ２、過給機３Ｃの駆動モータ３Ｅ、駆動ユニット８および出力電流制御装置６を含む熱発生源を冷却する２次冷却液の放熱装置として第２熱交換器１６および第３熱交換器２１を備えているため、放熱装置の大型化による冷却装置の大型化を回避することができる。また、前記第１熱交換器１５は、１次循環流路１２内の１次冷却液と２次循環流路１４内の２次冷却液との間で熱交換させるように構成されているため、冷却装置の冗長化を回避することができる。
【００３７】また、１次冷却液を循環させる１次循環ポンプ１１および２次冷却液を循環させる２次循環ポンプ１３は、回転軸２０Ａ，２０Ａが両側に突設された単一のポンプ駆動モータ２０を兼用してその両側に回転駆動可能に接続されているため、冷却装置の構成がより簡素化される。そして、この場合、単一のポンプ駆動モータ２０の作動を制御するという簡単な制御により、２次冷却液で冷却された１次冷却液によって燃料電池１を適温範囲に冷却することが可能となる。また、２次冷却液によって、走行用モータ２、駆動モータ３Ｅ、駆動ユニット８および出力電流制御装置６を含む熱発生源を燃料電池１とは独立して冷却することができる。
【００３８】なお、一実施形態の燃料電池自動車の冷却装置においては、燃料電池１の近傍に第１熱交換器１５が配置されることにより、１次循環流路１２の管路長が短縮化されている。このため、燃料電池１を冷却または暖機する１次冷却液の液量が少なくなり、燃料電池１の暖機時には、１次冷却液が短時間に温度上昇してその暖気時間を短縮化することができる。
【００３９】また、バイパス流路１２Ａおよび連通路１２Ｂを含む１次循環流路１２がイオンの溶出し難い適宜の材料、例えばステンレス鋼管、合成樹脂管などの絶縁材料により構成されているため、１次冷却液として、導電率が低く維持された純水またはＬＬＣあるいは絶縁油を使用することにより、燃料電池１の液絡現象を防止することができる。この場合、ＬＬＣまたは絶縁油は凝固点が低いため、寒冷地においても冷却装置の機能を損なうことがない。
【００４０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る燃料電池自動車の冷却装置においては、１次循環ポンプおよび２次循環ポンプの作動により、１次冷却液が１次循環流路を循環し、２次冷却液が２次循環流路のメイン循環流路およびサブ循環流路を循環する。そして、１次循環流路を循環する１次冷却液は、燃料電池を冷却して吸熱し、第１熱交換器により２次冷却液と熱交換して放熱する。一方、２次循環流路のメイン循環流路を循環する２次冷却液は、第１熱交換器で１次冷却液と熱交換して吸熱し、第２熱交換器で外気と熱交換して放熱する。また、２次循環流路のサブ循環流路を循環する２次冷却液は、第３熱交換器で外気と熱交換して放熱し、走行用モータを含む熱発生源を冷却して吸熱し、第２熱交換器で外気と熱交換して放熱する。
【００４１】すなわち、本発明に係る燃料電池自動車の冷却装置によれば、燃料電池を第１熱交換器で放熱された１次冷却液により冷却して適温範囲に維持でき、走行用モータを含む熱発生源を第２熱交換器および第３熱交換器で放熱された２次冷却液により効率よく冷却して適温範囲に維持することができる。
【００４２】一方、本発明の燃料電池自動車の冷却装置は、燃料電池を冷却する１次冷却液の放熱装置として第１熱交換器を備え、走行用モータを含む熱発生源を冷却する２次冷却液の放熱装置として第２熱交換器および第３熱交換器を備えているため、放熱装置の大型化による冷却装置の大型化を回避することができる。また、前記第１熱交換器は、１次循環流路内の１次冷却液と２次循環流路内の２次冷却液との間で熱交換させるように構成されているため、冷却装置の冗長化を回避することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５３２６
【氏名又は名称】本田技研工業株式会社
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| 【出願日】 |
平成１２年５月２６日（２０００．５．２６） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００６４４１４
【弁理士】
【氏名又は名称】磯野 道造
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| 【公開番号】 |
特開２００１−３３９８０８（Ｐ２００１−３３９８０８Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年１２月７日（２００１．１２．７） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−１５５６２０（Ｐ２０００−１５５６２０） |
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